电子技术基础教学课件——第三章 集成电路运算放大电路

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3.1 差分放大电路
4、共模抑制比
K CMR
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K CMR
20 lg
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(dB)
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3.1 差分放大电路
5、抑制零点漂移
在差动放大电路中，温度或电源电压的波动，会引起 两管集电极电流相同的变化，其效果相当于共模输入方式。 由于电路元器件的对称性及发射极接有恒流源，在理想情 况下，可使输出电压保持不变，从而抑制了零点漂移。当 然，实际上要做到两管电流完全对称和理想恒流源是比较 困难的，由于实际的电路元器件存在微小的不对称，造成 差动放大电路静态时的输出电压不为0。但是，可以在差动 放大电路中加上调零电路使静态时的输出电压为0。
2、静态特性
当没有输入信号时，即uI1 =uI2 =0时，由于电路完全对称，这时两 个三极管的集电极电流相等，则有ICl =IC2 =I0 /2，而IC1 RC1 =IC2 RC2 ， 故uO =uO1 -uO2 =0。也就是说，当输入信号为0时，其输出信号也为0。
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3.1 差分放大电路
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3.2集成运算放大电路简介
1．输入级 输入级又称前置级，它是一个高性能的差动放大电路。输入级
的好坏影响着集成运放的大多数参数。 2．中间级 中间级是整个电路的主放大器，主要功能是获得高的电压放大
倍数。 3．输出级 输出级应具有输出电压范围宽，输出电阻小，有较强的带负载
能力，非线性失真小等特点。 4．偏置电路
图3—3是半导体硅片集成电路放大了的削面结构示意图。 它把小硅片电路及其引线封装在金属或塑料外壳内，只露 出外引线。
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3.2集成运算放大电路简介
3.2.1集成运算放大器的特点：
1．集成运放采用直接耦合方式，是高质量的直接耦合放大 电路。 2．集成运放采用差动放大电路克服零点漂移。由于在很小的 硅片上制作很多元件，所以可使元件的特性达到非常好的对 称性，加之采用其它措施，集成运放的输入级具有高输入电 阻、高差模放大倍数、高共模抑制比等良好性能。 3．用有源元件取代无源元件。用电流源电路提供各级静态电 流，并以恒流源替代大阻值电阻。 4．采用复合管以提高电流放大系数。
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3.1 差分放大电路
2．产生零点漂移的原因 产生零点漂移的原因有电源电压的波动、温度变化、元 器件老化等，其中温度变化是产生零漂的最主要的原因， 因此，也称为温度漂移。
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3.1 差分放大电路
3．抑制零点漂移的措施 (1)选用稳定性能好的高质量的硅管。 (2)采用高稳定度的稳压电源可以抑制电源电压波动引起的零
漂。 (3)利用恒温系统来减小温度变化引起的零漂。
(4)利用两只特性相同的三极管组成差动放大器，它可以有 效地抑制零漂。
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3.1 差分放大电路
3.1.2差动放大电路
1、电路组成
图3-2是一个基本差动放大电路，它由两个特性相同的 三极管VT1和VT2组成对称电路，电路参数均对称(比如RCl =
RC2 ，βl =β2等)。电路中有两组电源VCC ，和VEE。两个三
极管的发射极连接在一起，并接了一个恒流源，它提供恒 定的发射极电流I0 。这个电路有两个输入端和两个输出端， 称为双端输入、双端输出差动放大电路。差动放大电路没 有耦合电容，是直接耦合放大电路。
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3.1 差分放大电路
3、动态特性
(1)差模特性 电路的两个输入端各加上一个大小相等、极性相反的
电压信号，称为差模输入方式。此时，uIl =uI /2，uI2 = - uI /2，若用uID 表示差模输入信号，则有uID =uI1 –uI2。 在差模输入信号作用下，差动放大电路一个管的集电极电 流增加，而另一管的集电极电流减少，使得uO1 和uO2 以相 反方向变化，在两个输出端将有一个放大了的输出电压uO 。 这说明，差动放大电路对差模输入信号有放大作用。
电子技术基础
第三章 集成运算放大电路
目录
• 3.1 差动放大电路 • 3.2 集成运算放大电路简介 • 3.3 集成运算放大器的基本运算电路 • 3.4 集成运算放大器的应用
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3.1 差动放大电路
3.1.1零点漂移
1．零点漂移现象 当放大电路处于静态时，即输入信号电压为零时，输出端
的静态电压应为恒定不变的稳定值。但是在直流放大电路 中，即使输入信号电压为零，输出电压也会偏离稳定值而 发生缓慢的、无规则的变化，这种现象叫做零点漂移，简 称零漂。如图3-1(a)所示直接耦合放大电路，即使将输入 端短路，在其输出端也会有变化缓慢的电压输出，即Ui＝0， U00。
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来自百度文库
3.2集成运算放大电路简介
3.2.2集成运放的组成及各部分的作用
集成运放有两个输入端，一个称为同相输入端，一个称 为反相输入端；一个输出端；符号如图3-4(a)所示。图中， 带“-”号的输入端称为反相输入端，带“+”号的输入端 称为同相输入端，三角形符号表示运算放大器。“∞”表 示开路增益极高。它的三个端分别用U- 、U+ 和UO 来表示。 一般情况下可以不画出电源连线。其输入端对地输入，输 出端对地输出。
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3.2集成运算放大电路简介
集成运放具有可靠性高、使用方便、放大性能好(如极 高的放大倍数、较宽的通频带、很低的零漂等)等特点。随 着技术指标的不断提高和价格日益降低，作为一种通用的 高性能放大器，目前已广泛应用在自动控制、精密测量、 通信、信号运算、信号处理、波形产生及电源等电子技术 应用的各个领域。
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3.1 差分放大电路
(2)共模特性 电路的两个输入端各加上一个大小相等、极性相同的 电压信号，称为共模输入方式。此时，uIl =uI2 =uI /2，若 用uIC表示共模输入信号，则有uIC =( uIl +uI2)/2。在共模 信号作用下，由于电路参数对称，两管集电极电流的变化 是大小相等、方向相同，因此uO1 和uO2 相等，输出端uO =uO 1 -uO2 =0。这说明，差动放大器电路对共模输入信号没有放 大作用，起抑制作用。